Ktoś pił z mojego kubeczka!
O kofeinie słów kilka
Jacek Francikowski
Kawa jest napojem znanym na całym świecie, a miliony ludzi piją ją codziennie.
Jej głównym składnikiem działającym stymulująco na nasz mózg jest kofeina.
Powszechnie uważa się, że wpływa ona na samopoczucie, uwagę, pobudza,
zmniejsza zmęczenie i daje energie do dalszej pracy. Jednak czy wiemy jaki jest
mechanizm działania tej jakże bliskiej nam substancji?
Wbrew temu co możemy sądzić kofeina występuje w wielu roślinach, nie tylko w
nasionach kawowca. Oto niektóre zawierające ją gatunki.
Wydaje się, że mechanizm działania kofeiny na ssaki jest jednym z najlepiej
zbadanych z pośród znanych substancji psychoaktywnych Kofeina należy do
grupy metylksantyn, tj. etylowanych pochodnych ksantyny. Substancje te
określa się mianem wtórnych metabolitów. Są one ślepymi zakończeniami
szlaków metabolicznych, ostatecznie gromadzonymi w wakuolach lub
bezpośrednio w cytoplazmie. Nadal nie jest znana ich pełna funkcja w roślinach.
Przyjmuje się, że są one naturalnymi pestycydami (oddziałują toksycznie na
owady) i repelentami (mają odstraszający smak). Większe stężenia tych
substancji znajdujemy w młodych częściach roślin, tj. tych, które ze względu na
słabo rozbudowane ściany komórkowe, są najbardziej narażone na atak
roślinożerców. Kofeinę znajdujemy w kakaowcu (Theobroma cacao), herbacie
(Camellia sinensis), ostrokrzewie paragwajskim (Yerba mate, Ilex
paraguariensis), guaranie (Paullinia cupana) oraz oczywiście w kawowcu
(Coffea arabica). Tym samym znajdujemy ją w produktach pochodzących z
tych roślin. Poniżej przedstawiono zawartość kofeiny w różnych produktach:
Tabletka kofeiny 1 tabletka 100mg
Środek przeciwbólowy 1 tabletka 65mg
Czekolada gorzka 1 tabliczka (43 g) 31mg
Czekolada mleczna 1 tabliczka (43 g) 10mg
Kawa parzona 207 ml 80 135mg
Kawa bezkofeinowa 207 ml 5-15mg
Espresso 44 60 ml 100mg
Herbata czarna 177 ml 50mg
Herbata zielona 177 ml 30mg
Coca-Cola Classic 355 ml 34mg
Mountain Dew 355 ml 54.5mg
Red Bull 250 ml 80mg
XS Energy Drink 250 ml 83mg
Po przyjęciu kofeiny przez ludzki organizm jest ona w 99% wchłaniana w
układzie pokarmowym skąd trafia do krwioobiegu. Najwyższe stężenie kofeiny
we krwi obserwuje się po czasie 30-60 min od momentu przyjęcia. Co
interesujące, z łatwością przenika ona przez błony biologiczne i bariery: krew-
mózg czy łożysko. Jak większość ksenobiotyków, kofeina jest metabolizowana
w wątrobie (przez system oksydazy cytochromowej P450), i tylko ok. 5% w
niezmienionej formie jest wydalane z moczem. W wyniku jej przekształcenia
powstają trzy metabolity: paraksantyna, teofilina i teobromina (w proporcji
80:15:5), każdy z tych związków ma swoje własne działanie na nasz organizm.
Paraksantyna zwiększa rozkład zmagazynowanych tłuszczów, prowadzi do
podniesienia poziomu glicerolu i wolnych kwasów tłuszczowych we krwi.
Teobromina rozszerza naczynia krwionośne i zwiększa objętość moczu.
Teofilina rozkurcza mięśniówkę gładką oskrzeli, przez co używana jest do
leczenia astmy (jednak dawka terapeutyczna wielokrotnie przewyższa wartość
otrzymaną przez rozkład kofeiny). Połowiczny czas istnienia kofeiny w
organizmie wynosi od 3 do 5h, ale trzeba pamiętać, że czas ten jest bardzo
zmienny osobniczo.
Kofeina jest środkiem pobudzającym energetycznie. W licznych badaniach po
twierdzono, że im dłuższy jest czas wysiłku wytrzymałościowego tym większe
działanie wspomagające kofeiny.
Kofeina w dawce jaką otrzymujemy pijąc kawę działa pobudzająco głównie w
wyniku blokowania (antagonizmu) receptorów adenozynowych w naszym
mózgu. Adenozyna nie jest klasycznym neurotransmiterem, ani hormonem.
Wiąże się ją głównie z działaniem hamującym na komórki, jednak jest ono
bardziej złożone i zależne od sytuacji. Adenozyna, ze względu na swą budowę
(ryboza + adenina), jest zaliczana do nukleozydów purynowych. Powstaje w
wyniku metabolizmu ATP, cząsteczki będącej paliwem komórki. Adenozyna
działa jako wskaz
nik metaboliczny dający informacje o stanie energetycznym
komórek. W miarę jak powstaje, jest przerzucana do przestrzeni
międzykomórkowej i przestrzeni międzysynaptycznej w wyniku przenoszenia z
cytoplazmy poprzez odpowiednie transportery. Adenozyna powstaje w sytuacji
stresowej lub wysiłkowej dla komórki, gdy zużywa ona dużo ATP. Adenozyna,
łącząc się ze receptorami na powierzchni komorek, chroni je przed
 przepracowaniem i utrzymuje jej metabolizm na określonym poziomie.
Stężenie adenozyny i inozyny w płynie tkankowym szczególnie wzrasta gdy
pojawia się niedotlenienie, niedokrwienie. W efekcie wzrasta zaopatrzenie
tkanki w tlen (rozszerzenie naczyń krwionośnych) oraz obniżenie metabolizmu
komórkowego. W mózgu objawia się to obniżeniem aktywności elektrycznej
neuronów oraz zredukowaniem ilości uwalnianych neurotransmiterów
pobudzających.
Receptory adenozynowe występują na powierzchni wszystkich komórek
naszego ciała. Jednak to oddziaływanie kofeiny na receptory znajdujące się w
naszym mózgu jest kluczowe dla jej pobudzającego efektu. Poza mózgiem
receptory adenozynowe regulują w sercu pobór tlenu przez miesień sercowy
oraz przepływ krwi przez naczynia wieńcowe. Dodatkowo wiąże się je z
procesami zapalnymi czy reakcją odpornościową.
W mózgu receptory te występują w największym zagęszczeniu w wybranych
rejonach mózgu. Znajduje się je w największych ilościach głównie w
hipokampie, korze mózgowej, wzgórzu, prążkowiu. Dowody wskazują, iż
adenozyna ochrania mózg ograniczając aktywność neuronów i zwiększając
przepływ krwi. Nie znana jest przyczyna ich szczególnej koncentracji w
wymienionych rejonach Z tego względu kofeina, przeciwdziałając wpływowi
adenozyny, wyłącza mechanizmy hamujące neurony co ostatecznie objawia się
jako pobudzenie. W pojawieniu się efektu stymulującego najistotniejsze wydają
się oddziaływanie kofeiny na receptory w jądrach podkorowych (prążkowie).
Kofeina wpływa na wiele aspektów funkcjonowania układu nerwowego a tym
samym psychiki. W przypadku ludzi i gryzoni obserwuje się wyraz
ną
stymulacja aktywności ruchowej. Notuje się zwiększoną motywacje i popęd
ruchowy. Równocześnie kofeina zmniejsza poczucie zmęczenia i znużenia.
Nawet w niewielkich dawkach kofeina może podnosić czujność, co szczególnie
wyraz
nie ujawnia się w sytuacjach o niskiej stymulacji (monotonne,
powtarzalne zadania). Nie znaleziono dowodów jej bezpośredniego wpływu na
funkcje sensoryczne. Kofeina poprawia czas reakcji na bodziec prawdopodobnie
skracając czas analizy informacji związanych z reakcją.. Brak natomiast
dowodów na wzrost wydajności pamięci roboczej w tym wypadku. Obserwuje
się podwyższoną koncentrację, co przekłada się pośrednio na sprawność w
wykonywaniu złożonych czynności czy też codziennych zadań (kierowanie
pojazdami). Konieczne są dalsze badania na temat tego typu efektów w
wypadku regularnej konsumpcji. Rozważa się kontrolowaną podaż kofeiny
osobom pracującym w zawodach wysokiego ryzyka. Nie do zlekceważenia jest
oddziaływanie kofeiny na samopoczucie, samoocenę i towarzyskość. Obserwuje
się interakcje między kofeiną, osobowością badanych i porą dnia. Może to
wskazywać na związek adenozyny i jej receptorów z cechami osobniczymi jak
wspomniana osobowość czy temperament.
Obserwuje się wyraz
ny wpływ wysokich dawek kofeiny na obniżenie senności,
przesunięcie pory snu, skrócenie czasu oraz obniżenie jego jakości. Mechanizm
nie jest dobrze poznany, nie wiadomo czy także on jest związany ze szlakiem
adenozynowym
Kofeina ma niewielkie zdolności do wywoływania uzależnienia (w porównaniu
z innymi substancjami neuroaktywnymi), dlatego nie jest uznawana za
substancję uzależniająca choć dyskusje na ten tema trwają. Przyjmowanie
większych dawek nie powoduje przyjemniejszych doznań, a wręcz przeciwnie,
zwiększa subiektywne odczucia negatywne, m.in. lęk, niepokój, zdenerwowanie
i ogólne pogorszenie nastroju. W badaniach wykazano wręcz unikanie dużych
dawek przez ochotników. Tak więc kofeina, mimo że jest środkiem
psychoaktywnym i do pewnego stopnia uzależniającym, nie zagraża
funkcjonowaniu społeczeństwa, ponieważ ograniczenie spożywania następuje
tutaj niejako samoistnie. Pojawiania się tolerancji organizmu na kofeinę
następuje bardzo szybko (szczególnie przy podaży wysokich dawek). Jako
mechanizmy tolerancji opisuje się głownie wzrost ilości receptorów (wzrost
wrażliwości komórek na adenozynę), jednak co niezwykłe nie obserwuje się
znoszenia efektu stymulującego kofeiny. Zaprzestanie pobierania kofeiny, po
wcześniejszym intensywnym poborze, wywołuje objawy abstynencyjne
pojawiają się u części populacji, należą do nich: bóle głowy, drażliwość,
ospałość, zmęczenie, spadek koncentracji. Efekty mogą utrzymywać się do ok. 5
dni.